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中学物理教辅 。该课程中有对静电场练习题的详细讲解,包括电场线、电势、电势能等重难点知识。
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相关例题:
例题:
一个半径为R的绝缘光滑圆环轨道处在匀强电场中,电场方向与圆环平面平行。在圆环轨道上有一质量为m的带电小球,电量为+q,试求小球在圆环轨道上运动时的最大速度和最小速度。
分析与解答:
1. 首先,我们需要明确小球在电场力和重力共同作用下运动,其运动轨迹为一个椭圆。电场力与重力的大小相等,方向相反,分别指向轨道的最低点和最高点。
Eq = ma (Eq为电场力,a为加速度)
v^2/R = 2g(h) (h为椭圆轨道的半高)
其中,Eq = qE = q(k/r^2) (E为电场强度,k为静电力常量)
3. 当小球在最低点时,速度最大,此时电场力和重力的合力提供向心力,即:Eq + mg = m(v1)^2/R
解得最大速度v1 = sqrt(qE + mgR) / m
4. 当小球在最高点时,速度最小,此时电场力提供向心力,即:Eq = m(v2)^2/R
解得最小速度v2 = sqrt(qE/m)
总结:
本题主要考查了静电场中小球的运动轨迹问题,通过牛顿第二定律和运动学公式列方程求解。需要注意的是,当小球在最低点时,速度最大;在最高点时,速度最小。解题的关键是要正确理解小球的运动轨迹和受力情况。
希望这个例题能够帮助你更好地理解物理静电场的相关概念和计算方法!
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